CN105164203A - 聚碳酸酯树脂组合物、包含其的成形体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供阻燃性、刚性、表面外观、表面硬度和纹理外观优异,而且消光感、耐冲击性和自攻性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。[解決手段]一种聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),含有:5~60质量份聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、5~40质量份磷系阻燃剂(C)、0.001~2质量份氟聚合物(D)和5~60质量份板状硅酸盐化合物(E),聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比(B)/(E)为4/1~1/4。

Description

聚碳酸酯树脂组合物、包含其的成形体及其制造方法
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯树脂组合物、包含其的成形体及其制造方法,更详细而言,涉及阻燃性、刚性、表面外观、表面硬度优异,进而纹理外观也优异的聚碳酸酯树脂组合物,包含其的成形体及成形体的制造方法。
背景技术
聚碳酸酯树脂是耐热性、机械物性、电特性优异的树脂,例如广泛用于汽车材料、电气电子设备材料、住宅材料、其它工业领域的部件制造用材料等。尤其是,阻燃化的聚碳酸酯树脂组合物适宜作为计算机、笔记本型个人电脑、各种便携式终端、打印机、复印机等电气电子设备、OA(办公自动化)·信息设备等的构件使用。
作为对聚碳酸酯树脂赋予阻燃性的手段,一直以来向聚碳酸酯树脂中配混卤系阻燃剂。然而,配混有含有氯、溴的卤系阻燃剂的聚碳酸酯树脂组合物,有时导致热稳定性的降低、或者导致成形加工时的成型机的螺杆、成形模具的腐蚀。作为替代其的方法,大多采用配混有磷系阻燃剂的聚碳酸酯树脂组合物(例如参照专利文献1)。
这种使聚碳酸酯树脂含有磷系阻燃剂的方法虽然可以得到具有高阻燃性和优异的流动性的聚碳酸酯树脂材料,但另一方面,存在聚碳酸酯树脂原本所具有的耐冲击性显著降低、刚性不足这一缺点。
因此,正在尝试进一步配混玻璃纤维来提高刚性的方法(例如参照专利文献2)。然而,配混有磷系阻燃剂和玻璃纤维的配混物具有成形品的外观差这一缺点。另外,替代玻璃纤维而配混有滑石的配混物(例如参照专利文献3)的硬度不充分、没有消光感、在必需高级感用途的产品中是不充分的。
另外,为了提高产品的硬度,还提出了配混聚甲基丙烯酸甲酯等(例如参照专利文献4),然而这种情况下阻燃性也差。因此,提出了进一步配混磷系阻燃剂(例如参照专利文献5),然而具有消光感不充分、容易产生分层、流痕等外观不良、另外刚性不充分的缺点。
进而,在计算机、笔记本型个人电脑、各种便携式终端、打印机、复印机等电气电子设备、OA(办公自动化)·信息设备等的用途中,一直以来阻燃化的聚碳酸酯树脂成形而成的成形品涂装、硬涂来使用,然而从对环境的意识提高、再循环性、经济性的观点考虑,强烈期望适用作未进行涂装、硬涂的产品。
另一方面,对于电子电气设备壳体,为了提高商品价值,要求光泽感、种类丰富的色彩、金属感、消光感等各种设计性。其中,消光感可以显出高级感,在液晶电视、笔记本型个人电脑、写字板、打印机、投影机等领域中,对于消费者来说是非常具有人气的重要的设计要素。
然而,聚碳酸酯树脂由于表面硬度非常低、容易划伤,因此未实施涂装、硬涂时无法使用。对此,作为提高聚碳酸酯树脂的表面硬度的方法,提出了配混聚甲基丙烯酸甲酯的方法(例如参照专利文献6)、配混反增塑剂的方法(例如参照专利文献7)、配混玻璃系填料的方法(例如参照专利文献8)等,然而在配混聚甲基丙烯酸甲酯的方法中,存在消光感不充分、成形品表面剥离的所谓分层现象、容易产生流痕等外观不良的缺点,在配混反增塑剂的方法中,存在容易着色、得不到消光感、阻燃性降低、成形时的气体多等缺点。另外,配混有玻璃系填料的方法仍然具有不选择适当的成形条件时得不到良好外观的成形品的缺点。
进而,用于电气电子设备壳体的情况下,除了上述表面硬度、消光感之外,还要求刚性、耐冲击性之类的机械物性、装配产品、或者用螺栓固定部件时的强度、所谓的自攻性,然而上述方法不能满足这些要求物性,作为壳体材料不耐实用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭62-4746号公报
专利文献2:日本特开2002-206053号公报
专利文献3:日本特开2007-314766号公报
专利文献4:日本特开平7-90167号公报
专利文献5:日本特表2006-517603号公报
专利文献6:日本特开平7-90167号公报
专利文献7:日本特开2007-326938号報
专利文献8:日本特开2011-98545号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的,其目的在于,提供阻燃性、刚性、表面外观、表面硬度优异,进而纹理外观也优异的聚碳酸酯树脂组合物,将其成形而成的成形体及成形体的制造方法。
进而,本发明的目的在于,提供阻燃性、表面硬度、消光感、刚性、耐冲击性及自攻性也优异的聚碳酸酯树脂组合物,将其成形而成的成形体及成形体的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人为了实现上述课题进行了深入研究,结果发现,在包含聚碳酸酯树脂和磷系阻燃剂的树脂组合物中,通过含有特定量的聚甲基丙烯酸甲酯系树脂和氟聚合物、进而板状硅酸盐化合物,此时以特定的比率含有聚甲基丙烯酸甲酯系树脂和板状硅酸盐化合物,令人惊讶地板状硅酸盐化合物作为成形品的外观改良剂发挥功能,形成阻燃性、刚性、表面外观、表面硬度优异,进而纹理外观也优异,充分地呈现出高级感的消光阻燃的聚碳酸酯树脂材料,从而完成了本发明。
本发明的第一方案如以下的[1]所述。
[1]一种聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),含有:5~60质量份聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、5~40质量份磷系阻燃剂(C)、0.001~2质量份氟聚合物(D)和5~60质量份板状硅酸盐化合物(E),聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比(B)/(E)为4/1~1/4。
进而,本发明人发现,在包含聚碳酸酯树脂和磷系阻燃剂的树脂组合物中,通过分别含有特定量的聚甲基丙烯酸甲酯系树脂和氟聚合物、板状硅酸盐化合物、特定的接枝共聚物,此时以特定的比率含有聚甲基丙烯酸甲酯系树脂和板状硅酸盐化合物,令人惊讶地板状硅酸盐化合物作为成形品的外观改良剂发挥功能,形成阻燃性、表面硬度、消光感、刚性、耐冲击性优异,自攻性也优异,充分地呈现出高级感的消光阻燃的聚碳酸酯树脂材料,从而完成了本发明的第二方案。
本发明的第二方案是在第一方案中,进一步含有接枝共聚物(F),所述接枝共聚物(F)是使橡胶质聚合物与能够接枝共聚的至少一种(甲基)丙烯酸酯化合物接枝聚合而成的,如以下的[2]所述。
[2]一种聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),含有:5~60质量份聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、5~40质量份磷系阻燃剂(C)、0.001~2质量份氟聚合物(D)、5~60质量份板状硅酸盐化合物(E)以及4~20质量份接枝共聚物(F),所述接枝共聚物(F)是使橡胶质聚合物与能够接枝共聚的至少一种(甲基)丙烯酸酯化合物接枝聚合而成的,
聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比((B)/(E))为4/1~1/4。
进而,本发明为以下的聚碳酸酯树脂组合物、包含其的成形体及成形体的制造方法。
[3]根据上述[1]或[2]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),还含有0.0001~2质量份炭黑(G)。
[4]根据上述[1]或[2]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,磷系阻燃剂(C)为下述通式(1)所示的磷酸酯化合物。
(式(1)中,R1、R2、R3和R4分别表示碳原子数为1~6的烷基或任选被烷基取代的碳原子数为6~20的芳基,p、q、r和s分别为0或1,k为0~5的整数,X1表示亚芳基。)
[5]根据上述[1]或[2]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,板状硅酸盐化合物(E)为滑石或云母。
[6]一种成形体,其是将上述[1]~[5]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物成形而成的。
[7]根据上述[6]所述的成形体,其中,成形体具有纹理表面。
[8]根据上述[6]或[7]所述的成形体,其中,成形体为电子电气设备壳体。
[9]一种成形体的制造方法,其特征在于,其使用非镜面模具将上述[1]~[5]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物注射成形。
发明的效果
根据本发明的上述第一方案,能够提供阻燃性、刚性、表面外观、表面硬度优异,进而纹理外观也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
根据本发明的上述第二方案,能够提供阻燃性、表面硬度、消光感、刚性、耐冲击性和自攻性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
具体实施方式
以下示出实施方式和例示物等对本发明进行详细说明,但不解释为本发明限定于以下示出的实施方式和例示物等。
需要说明的是,在本说明书中,“~”只要没有特别限定,则以包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的意思来使用。另外,“份”只要没有特别限定,则表示基于质量基准的质量份。
[发明的概要]
本发明的第一方案的聚碳酸酯树脂组合物的特征在于,如上所述,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),含有:5~60质量份聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、5~40质量份磷系阻燃剂(C)、0.001~2质量份氟聚合物(D)和5~60质量份板状硅酸盐化合物(E),聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比(B)/(E)为4/1~1/4。
另外,本发明的第二方案的聚碳酸酯树脂组合物的特征在于,在上述第一方案中,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),进一步含有4~20质量份接枝共聚物(F),所述接枝共聚物(F)是使橡胶质聚合物与能够接枝共聚的至少一种(甲基)丙烯酸酯化合物接枝聚合而成的。
[聚碳酸酯树脂(A)]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中使用的聚碳酸酯树脂(A)的种类没有限制。另外,聚碳酸酯树脂(A)可以使用一种、也可以以任意的组合及任意的比率组合使用两种以上。
聚碳酸酯树脂为具有通式:-(-O-X2-O-C(=O)-)-所示碳酸键的基本结构的聚合物。式中,X2通常为烃基,为了赋予各种特性也可以使用导入有杂原子、杂原子键的X2
另外,聚碳酸酯树脂可以分类为与碳酸键直接键合的碳分别为芳香族碳的芳香族聚碳酸酯树脂、以及为脂肪族碳的脂肪族聚碳酸酯树脂,可以使用任一种。其中,从耐热性、机械物性、电特性等观点考虑,优选为芳香族聚碳酸酯树脂。
聚碳酸酯树脂(A)的具体种类没有限制,可列举出例如二羟基化合物与碳酸酯前体反应而成的聚碳酸酯树脂。此时,在二羟基化合物及碳酸酯前体的基础上,还可以使多羟基化合物等反应。另外,也可以使用以二氧化碳作为碳酸酯前体、与环状醚反应的方法。
另外,聚碳酸酯树脂(A)可以为直链状或支链状。进而,聚碳酸酯树脂(A)可以为由一种重复单元形成的单聚物或者具有两种以上重复单元的共聚物。此时,共聚物可以选择无规共聚物、嵌段共聚物等各种共聚形态。需要说明的是,通常这种聚碳酸酯聚合物形成热塑性的树脂。
作为成为聚碳酸酯树脂(A)的原料的单体中、芳香族二羟基化合物的例子,可列举出:
1,2-二羟基苯、1,3-二羟基苯(即间苯二酚)、1,4-二羟基苯等二羟基苯类;
2,5-二羟基联苯、2,2’-二羟基联苯、4,4’-二羟基联苯等二羟基联苯类;
2,2’-二羟基-1,1’-联萘基、1,2-二羟基萘、1,3-二羟基萘、2,3-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、1,7-二羟基萘、2,7-二羟基萘等二羟基萘类;
2,2’-二羟基二苯基醚、3,3’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基醚、1,4-双(3-羟基苯氧基)苯、1,3-双(4-羟基苯氧基)苯等二羟基二芳基醚类;
2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(即双酚A)、
1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、
2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、
2,2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、
2-(4-羟基苯基)-2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、
1,1-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、
2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、
2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、
2-(4-羟基苯基)-2-(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、
α,α’-双(4-羟基苯基)-1,4-二异丙基苯、
1,3-双[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯、
双(4-羟基苯基)甲烷、
双(4-羟基苯基)环己基甲烷、
双(4-羟基苯基)苯基甲烷、
双(4-羟基苯基)(4-丙烯基苯基)甲烷、
双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、
双(4-羟基苯基)萘基甲烷、
1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-1-萘基乙烷、
1,1-双(4-羟基苯基)丁烷、
2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、
2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、
1,1-双(4-羟基苯基)己烷、
2,2-双(4-羟基苯基)己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)辛烷、
2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、
1,1-双(4-羟基苯基)己烷、
2,2-双(4-羟基苯基)己烷、
4,4-双(4-羟基苯基)庚烷、
2,2-双(4-羟基苯基)壬烷、
1,1-双(4-羟基苯基)癸烷、
1,1-双(4-羟基苯基)十二烷等双(羟基芳基)链烷烃类;
1,1-双(4-羟基苯基)环戊烷、
1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-3,3-二甲基环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-3,4-二甲基环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-3,5-二甲基环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、
1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-3-丙基-5-甲基环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-3-叔丁基-环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-3-叔丁基-环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-3-苯基环己烷、
1,1-双(4-羟基苯基)-4-苯基环己烷等双(羟基芳基)环烷烃类;
9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等含有Cardo结构的双酚类;
4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯硫醚等二羟基二芳基硫醚类;
4,4’-二羟基二苯基亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基亚砜等二羟基二芳基亚砜类;
4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯砜等二羟基二芳基砜类;等等。
在这些当中,双(羟基芳基)链烷烃类是优选的,其中,双(4-羟基苯基)链烷烃类是优选的,从耐冲击性、耐热性的观点考虑,2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(即双酚A)是特别优选的。
需要说明的是,芳香族二羟基化合物可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
另外,作为用作脂肪族聚碳酸酯树脂的原料的单体的例子,可列举出:乙烷-1,2-二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇、2-甲基-2-丙基丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、癸烷-1,10-二醇等链烷烃二醇类;
环戊烷-1,2-二醇、环己烷-1,2-二醇、环己烷-1,4-二醇、1,4-环己烷二甲醇、4-(2-羟基乙基)环己醇、2,2,4,4-四甲基-环丁烷-1,3-二醇等环烷烃二醇类;
乙二醇、2,2’-氧代二乙醇(即二甘醇)、三甘醇、丙二醇、螺环二醇(spiroglycol)等二元醇类;
1,2-苯二甲醇、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇、1,4-苯二乙醇、1,3-双(2-羟基乙氧基)苯、1,4-双(2-羟基乙氧基)苯、2,3-双(羟甲基)萘、1,6-双(羟基乙氧基)萘、4,4’-联苯二甲醇、4,4’-联苯二乙醇、1,4-双(2-羟基乙氧基)联苯、双酚A双(2-羟乙基)醚、双酚S双(2-羟乙基)醚等芳烷基二醇类;
1,2-环氧乙烷(即氧化乙烯)、1,2-环氧丙烷(即氧化丙烯)、1,2-环氧环戊烷、1,2-环氧环己烷、1,4-环氧环己烷、1-甲基-1,2-环氧环己烷、2,3-环氧降冰片烷、1,3-环氧丙烷等环状醚类;等等。
在用作聚碳酸酯树脂(A)的原料的单体中,作为碳酸酯前体的例子,可使用酰卤、碳酸酯等。需要说明的是,碳酸酯前体可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
作为酰卤,具体而言,可列举出例如光气;二羟基化合物的双氯甲酸酯、二羟基化合物的单氯甲酸酯等卤甲酸酯等。
作为碳酸酯,具体而言,可列举出例如碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯等碳酸二芳基酯类;碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等碳酸二烷基酯类;二羟基化合物的双碳酸酯、二羟基化合物的单碳酸酯、环状碳酸酯等二羟基化合物的碳酸酯等。
·聚碳酸酯树脂(A)的制造方法
对聚碳酸酯树脂(A)的制造方法没有特别限定,可以采用任意的方法。作为其例子,可列举出界面聚合法、熔融酯交换法、吡啶法、环状碳酸酯化合物的开环聚合法、预聚物的固相酯交换法等。以下具体说明这种方法中特别适宜的方法。
首先,对用界面聚合法制造聚碳酸酯树脂的情况进行说明。在界面聚合法中,在对反应为惰性的有机溶剂和碱水溶液的存在下,通常将pH保持在9以上,使二羟基化合物与碳酸酯前体(优选光气)反应,然后在聚合催化剂的存在下进行界面聚合,从而得到聚碳酸酯树脂。需要说明的是,根据需要,可以使反应体系中存在分子量调节剂(链终止剂),也可以为了防止二羟基化合物的氧化而使其中存在抗氧化剂。
二羟基化合物和碳酸酯前体如上所述。需要说明的是,在碳酸酯前体中,优选使用光气,使用光气时的方法被特称为光气法。
作为对反应为惰性的有机溶剂,可列举出例如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、单氯苯、二氯苯等氯化烃等;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃;等等。需要说明的是,有机溶剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
作为碱水溶液中含有的碱化合物,可列举出例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸氢钠等碱金属化合物、碱土金属化合物,其中,氢氧化钠和氢氧化钾是优选的。需要说明的是,碱化合物可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
对碱水溶液中的碱化合物的浓度没有限定,通常,为了将反应的碱水溶液中的pH控制为10~12而以5~10质量%使用。另外,例如在吹入光气时,为了将水相的pH控制为10~12、优选控制为10~11,双酚化合物与碱化合物的摩尔比通常设定为1:1.9以上,尤其优选为1:2.0以上,且通常设定为1:3.2以下,尤其优选为1:2.5以下。
作为聚合催化剂,可列举出例如三甲胺、三乙胺、三丁胺、三丙胺、三己胺等脂肪族叔胺;N,N’-二甲基环己胺、N,N’-二乙基环己胺等脂环式叔胺;N,N’-二甲基苯胺、N,N’-二乙基苯胺等芳香族叔胺;三甲基苄基氯化铵、四甲基氯化铵、三乙基苄基氯化铵等季铵盐等;吡啶;鸟嘌呤;胍的盐;等等。需要说明的是,聚合催化剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
作为分子量调节剂,可列举出例如具有一元的酚性羟基的芳香族酚;甲醇、丁醇等脂肪族醇;硫醇;邻苯二甲酰亚胺等,其中,芳香族酚是优选的。作为这种芳香族酚,具体可列举出间甲基苯酚、对甲基苯酚、间丙基苯酚、对丙基苯酚、对叔丁基苯酚、对长链烷基取代苯酚等烷基取代苯酚;异丙烯基苯酚等含乙烯基苯酚;含环氧基苯酚;邻羟基苯甲酸、2-甲基-6-羟基苯乙酸等含羧基苯酚;等等。需要说明的是,分子量调节剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
相对于100摩尔二羟基化合物,分子量调节剂的用量通常为0.5摩尔以上,优选为1摩尔以上,且通常为50摩尔以下,优选为30摩尔以下。通过将分子量调节剂的用量设定为该范围,可以提高聚碳酸酯树脂组合物的热稳定性和耐水解性。
在反应时,只要能得到所期望的聚碳酸酯树脂,则反应基质、反应介质、催化剂、添加剂等的混合顺序是任意的,可以任意地设定为适当的顺序。例如,在使用光气作为碳酸酯前体时,分子量调节剂可以在从二羟基化合物与光气反应(光气化)时起到聚合反应开始时之间的任意时刻混合。
需要说明的是,反应温度通常为0~40℃,反应时间通常为数分钟(例如10分钟)~数小时(例如6小时)。
··熔融酯交换法
接着,对用熔融酯交换法制造聚碳酸酯树脂的情况进行说明。在熔融酯交换法中,例如进行碳酸二酯与二羟基化合物的酯交换反应。
二羟基化合物如前所述。
另一方面,作为碳酸二酯,可列举出例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二叔丁酯等碳酸二烷基酯化合物;碳酸二苯酯;碳酸二甲苯酯等取代碳酸二苯酯等。其中,碳酸二苯酯和取代碳酸二苯酯是优选的,尤其,碳酸二苯酯是更优选的。需要说明的是,碳酸二酯可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
关于二羟基化合物与碳酸二酯的比率,只要能得到所期望的聚碳酸酯树脂即可以是任意的,相对于1摩尔二羟基化合物,优选使用等摩尔量以上的碳酸二酯,其中,更优选使用1.01摩尔以上碳酸二酯。需要说明的是,上限通常为1.30摩尔以下。通过设定为这种范围,可以将末端羟基量调整至适宜的范围。
在聚碳酸酯树脂中,其末端羟基量有对热稳定性、水解稳定性、色调等产生较大影响的倾向。因此,可以通过公知的任意方法根据需要来调整末端羟基量。在酯交换反应中,通常,可以通过调整碳酸二酯与芳香族二羟基化合物的混合比率、酯交换反应时的减压度等来得到调整了末端羟基量的聚碳酸酯树脂。需要说明的是,通过该操作,通常还可以调整所得聚碳酸酯树脂的分子量。
在调整碳酸二酯与二羟基化合物的混合比率来调整末端羟基量时,其混合比率如上所述。
另外,作为更积极的调整方法,可列举出在反应时另行混合链终止剂的方法。作为此时的链终止剂,可列举出例如一元酚类、一元羧酸类、碳酸二酯类等。需要说明的是,链终止剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
在通过熔融酯交换法来制造聚碳酸酯树脂时,通常使用酯交换催化剂。可以使用任意的酯交换催化剂。其中,优选使用例如碱金属化合物和/或碱土金属化合物。另外,可以辅助性地组合使用例如碱性硼化合物、碱性磷化合物、碱性铵化合物、胺系化合物等碱性化合物。需要说明的是,酯交换催化剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
在熔融酯交换法中,反应温度通常为100~320℃。另外,反应时的压力通常为2mmHg以下的减压条件。作为具体的操作,可以在前述条件下边去除芳香族羟基化合物等的副产物边进行熔融缩聚反应。
熔融缩聚反应可以以间歇式、连续式中的任意方法进行。在以间歇式进行时,只要能够得到所期望的芳香族聚碳酸酯树脂,则反应基质、反应介质、催化剂、添加剂等的混合顺序是任意的,任意地设定为适当的顺序即可。然而,其中,考虑到聚碳酸酯树脂和聚碳酸酯树脂组合物的稳定性等,熔融缩聚反应优选以连续式进行。
在熔融酯交换法中,根据需要,可以使用催化剂失活剂。作为催化剂失活剂,可以任意地使用中和酯交换催化剂的化合物。作为其例子,可列举出含有硫的酸性化合物及其衍生物等。需要说明的是,催化剂失活剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
相对于前述酯交换催化剂所含有的碱金属或碱土金属,催化剂失活剂的用量通常为0.5当量以上,优选为1当量以上,且通常为10当量以下,优选为5当量以下。进而,相对于芳香族聚碳酸酯树脂,通常为1ppm以上,且通常为100ppm以下,优选为20ppm以下。
·关于聚碳酸酯树脂(A)的其他事项
聚碳酸酯树脂(A)的分子量是任意的,适当选择和决定即可,由溶液粘度换算得到的粘均分子量[Mv]通常为10000以上,优选为16000以上,更优选为17000以上,且通常为40000以下,优选为30000以下,更优选为24000以下。通过将粘均分子量设定为前述范围的下限值以上,可以进一步提高本发明的聚碳酸酯树脂组合物的机械强度,在用于机械强度要求高的用途时是更优选的。另一方面,通过将粘均分子量设定为前述范围的上限值以下,可以抑制和改善本发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性降低,提高成形加工性,从而可容易地进行成形加工。需要说明的是,可以混合使用粘均分子量不同的两种以上的聚碳酸酯树脂,在该情况下,也可以混合粘均分子量在上述适宜的范围以外的聚碳酸酯树脂。
需要说明的是,粘均分子量[Mv]是指:使用二氯甲烷作为溶剂,用乌氏(Ubbelohde)粘度计求出温度20℃下的特性粘度[η](单位dl/g),由Schnell的粘度公式、即η=1.23×10-4Mv0.83算出的值。另外,特性粘度[η]是指测定各溶液浓度[C](g/dl)下的比粘度[ηsp]、根据下述式算出的值。
[数学式1]
η = lim c → 0 η s p / c
聚碳酸酯树脂(A)的末端羟基浓度是任意的,适当选择和决定即可,通常为1000ppm以下,优选为800ppm以下,更优选为600ppm以下。由此,可以进一步改善本发明的聚碳酸酯树脂组合物的滞留热稳定性和色调。另外,作为其下限,尤其是对于用熔融酯交换法制造的聚碳酸酯树脂,通常为10ppm以上,优选为30ppm以上,更优选为40ppm以上。由此,可以抑制分子量的降低,进一步提高本发明的聚碳酸酯树脂组合物的机械特性。
需要说明的是,末端羟基浓度的单位是用末端羟基的质量相对于聚碳酸酯树脂的质量以ppm表示的。其测定方法是利用四氯化钛/醋酸法的比色定量(Macromol.Chem.88215(1965)中记载的方法)。
聚碳酸酯树脂(A)可以单独使用聚碳酸酯树脂(单独使用聚碳酸酯树脂并不限定为仅包含一种聚碳酸酯树脂的实施方式,其用于表示包括例如包含单体组成、分子量相互不同的多种聚碳酸酯树脂的实施方式),也可以将聚碳酸酯树脂与其它热塑性树脂的合金(alloy,混合物)组合使用。进而,例如也可以形成下述以聚碳酸酯树脂为主体的共聚物:为了进一步提高阻燃性、耐冲击性而形成聚碳酸酯树脂与具有硅氧烷结构的低聚物或聚合物的共聚物;为了进一步提高热氧化稳定性、阻燃性而形成其与具有磷原子的单体、低聚物或聚合物的共聚物;为了提高热氧化稳定性而形成其与二羟基蒽醌结构的单体、低聚物或聚合物的共聚物;为了改善光学性质而形成其与聚苯乙烯等具有烯烃系结构的低聚物或聚合物的共聚物;为了提高耐化学品性而形成其与聚酯树脂低聚物或聚合物的共聚物;等等。
另外,为了谋求成形体外观的改善、流动性的改善,聚碳酸酯树脂(A)可以含有聚碳酸酯低聚物。该聚碳酸酯低聚物的粘均分子量[Mv]通常为1500以上,优选为2000以上,且通常为9500以下,优选为9000以下。进而,所含有的聚碳酸酯低聚物优选为聚碳酸酯树脂(包括聚碳酸酯低聚物)的30质量%以下。
进而,聚碳酸酯树脂(A)不仅可以是未被使用过的纯净原料,也可以是由使用过的产品再生得到的聚碳酸酯树脂(进行所谓的材料再生而得到的聚碳酸酯树脂)。作为前述使用过的产品,可列举出例如光盘等光记录介质;导光板;汽车车窗玻璃、汽车前照灯反射镜、风挡等车辆透明部件;水瓶等容器;眼镜透镜;隔音墙、窗玻璃、波纹板等建筑部件等。另外,也可以使用由产品的不合格产品、浇口(sprue)、流道(runner)等得到的粉碎品或将它们熔融而得到的粒料等。
然而,在本发明的聚碳酸酯树脂组合物所含有的聚碳酸酯树脂中,再生的聚碳酸酯树脂优选为80质量%以下,其中,更优选为50质量%以下。其原因是:再生的聚碳酸酯树脂发生热老化、经年老化等劣化的可能性大,因此,在以多于前述范围的量使用这种聚碳酸酯树脂时,存在色相、机械物性降低的可能性。
[聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)]
本发明中使用的聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)为含有甲基丙烯酸甲酯单体单元的树脂,根据需要还可以含有能够共聚的其它单体单元。
作为能够共聚的其它单体,可列举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯等芳香族乙烯基单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰化乙烯基单体;甲基丙烯酸;甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯等甲基丙烯酸酯单体;丙烯酸;丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯等丙烯酸酯单体。它们可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的全部单体单元100质量%中,甲基丙烯酸甲酯单体单元的比率从耐热性等观点考虑优选为50质量%以上、能够共聚的其它单体单元的比率优选为50质量%以下。
聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的制造方法没有特别限定。可以使用悬浮聚合法、本体聚合法、乳液聚合法等公知的各种方法。聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的分子量没有特别限定,优选为质均分子量1万~50万。
本发明中,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量为5~60质量份、优选为10质量份以上、更优选为12质量份以上,且优选为50质量份以下、更优选为45质量份以下。聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量过少时,除了硬度的提高较小之外,使用非镜面模具成形具有纹理表面的成形体时的外观(纹理外观)变差,另外含量过多时,阻燃性变差。
[磷系阻燃剂(C)]
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),本发明的聚碳酸酯树脂组合物含有5~40质量份磷系阻燃剂(C)。通过这样含有磷系阻燃剂,可以提高本发明的聚碳酸酯树脂组合物的阻燃性。
磷系阻燃剂(C)是分子中包含磷的化合物,可以是低分子,也可以是低聚物,还可以是聚合物,但从热稳定性的方面考虑,特别优选例如下述通式(1)所示的磷酸酯化合物、下述通式(2)和(3)所示的磷腈化合物。
[磷酸酯化合物]
上述通式(1)所示的磷酸酯化合物可以是具有不同k数的化合物的混合物,所述为k不同的缩合磷酸酯的混合物的情况下,k为这些混合物的平均值。k通常为0~5的整数,为具有不同k数的化合物的混合物的情况下,平均的k数优选为0.5~2的范围,更优选为0.6~1.5的范围,进一步优选为0.8~1.2的范围,特别优选为0.95~1.15的范围。
另外,X1表示二价的亚芳基,例如是由间苯二酚、对苯二酚、双酚A、2,2’-二羟基联苯、2,3’-二羟基联苯、2,4’-二羟基联苯、3,3’-二羟基联苯、3,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基联苯、1,2-二羟基萘、1,3-二羟基萘、1,4-二羟基萘、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、1,7-二羟基萘、1,8-二羟基萘、2,3-二羟基萘、2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘等二羟基化合物衍生的二价基团。这些之中,特别优选由间苯二酚、双酚A、3,3’-二羟基联苯衍生的二价基团。
另外,通式(1)中的p、q、r和s分别表示0或1,尤其优选为1。
另外,R1、R2、R3和R4分别表示碳原子数1~6的烷基或任选被烷基取代的碳原子数6~20的芳基。作为这种芳基,可列举出苯基、甲苯基、二甲苯基、异丙基苯基、丁基苯基、叔丁基苯基、二叔丁基苯基、对枯基苯基等,更优选苯基、甲苯基、二甲苯基。
作为通式(1)所示的磷酸酯化合物的具体例子,可列举出:
三苯基磷酸酯(TPP)、三甲苯基磷酸酯(TCP)、三(二甲苯基)磷酸酯(TXP)、甲苯基二苯基磷酸酯(CDP)、2-乙基己基二苯基磷酸酯(EHDP)、叔丁基苯基二苯基磷酸酯、双-(叔丁基苯基)苯基磷酸酯、三-(叔丁基苯基)磷酸酯、异丙基苯基二苯基磷酸酯、双-(异丙基苯基)二苯基磷酸酯、三-(异丙基苯基)磷酸酯等芳香族磷酸酯类;
间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、间苯二酚双(二甲苯基磷酸酯)(RDX)、双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)、联苯双(二苯基磷酸酯)等缩合磷酸酯类;等等。
通式(1)所示的磷酸酯化合物的酸值优选为0.2mgKOH/g以下,更优选为0.15mgKOH/g以下,进一步优选为0.1mgKOH以下,特别优选为0.05mgKOH/g以下。所述酸值的下限实质上也可设为0。另一方面,半酯的含量更优选为1.1质量份以下,进一步优选为0.9质量份以下。酸值超过0.2mgKOH/g时或半酯含量超过1.5mg时,会导致本发明的聚碳酸酯树脂组合物的热稳定性、耐水解性的降低。
作为本发明中使用的磷酸酯化合物,除了上述的化合物,当然也包含10-(2,5-二羟基苯基)-10H-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物、10-(2,3-二羟基苯基)-10H-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物、10-(2,4-二羟基苯基)-10H-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物、含有磷酸酯部位的聚酯树脂、聚碳酸酯树脂或环氧树脂。
[磷腈化合物]
作为前述通式(2)和(3)所示的磷腈化合物,可例示出例如苯氧基磷腈、(聚)甲苯氧基磷腈(例如,邻甲苯氧基磷腈、间甲苯氧基磷腈、对甲苯氧基磷腈、邻/间甲苯氧基磷腈、邻/对甲苯氧基磷腈、间/对甲苯氧基磷腈、邻/间/对甲苯氧基磷腈等)、(聚)二甲苯氧基磷腈等环状和/或链状C1-6烷基C6-20芳氧基磷腈、(聚)苯氧基甲苯氧基磷腈(例如,苯氧基邻甲苯氧基磷腈、苯氧基间甲苯氧基磷腈、苯氧基对甲苯氧基磷腈、苯氧基邻/间甲苯氧基磷腈、苯氧基邻/对甲苯氧基磷腈、苯氧基间/对甲苯氧基磷腈、苯氧基邻/间/对甲苯氧基磷腈等)、(聚)苯氧基二甲苯氧基磷腈、(聚)苯氧基甲苯氧基二甲苯氧基磷腈等环状和/或链状C6-20芳基C1-10烷基C6-20芳氧基磷腈等。
这些之中,优选为环状和/或链状苯氧基磷腈、环状和/或链状C1-3烷基C6-20芳氧基磷腈、C6-20芳氧基C1-3烷基C6-20芳氧基磷腈(例如,环状和/或链状甲苯氧基磷腈、环状和/或链状苯氧基甲苯基苯氧基磷腈等)。
作为通式(2)所示的环状磷腈化合物,R5和R6可以相同或不同,表示芳基或烷基芳基。作为这种芳基或烷基芳基,可列举出苯基、萘基、甲基苯基、苄基等,其中,特别优选R5和R6为苯基的环状苯氧基磷腈。
作为这种环状苯氧基磷腈化合物,可列举出例如:从使氯化氨和五氯化磷在120~130℃的温度下反应而得到的环状和直链状的氯化磷腈混合物中,提取六氯环三磷腈、八氯环四磷腈、十氯环五磷腈等环状氯化磷腈后用苯氧基取代而得到的苯氧基环三磷腈、八苯氧基环四磷腈、十苯氧基环五磷腈等化合物。
另外,通式(2)中,t表示3~25的整数,尤其优选t为3~8的整数的化合物,也可以为t不同的化合物的混合物。其中,优选是t=3的化合物为50质量%以上、t=4的化合物为10~40质量%、t=5以上的化合物总计为30质量%以下的化合物的混合物。
通式(3)中,R7和R8可以相同或不同,表示芳基或烷基芳基。作为这种芳基或烷基芳基,可列举出苯基、萘基、甲基苯基、苄基等,特别优选R7和R8为苯基的链状苯氧基磷腈。
这种链状苯氧基磷腈化合物,可列举出例如:将由上述方法得到的六氯环三磷腈在220~250℃的温度下开环聚合,并用苯氧基取代所得到的聚合度3~10000的直链状二氯磷腈而得到的化合物。
另外,R9表示选自-N=P(OR7)3基、-N=P(OR8)3基、-N=P(O)OR7基、-N=P(O)OR8基中的至少一种,R10表示选自-P(OR7)4基、-P(OR8)4基、-P(O)(OR7)2基、-P(O)(OR8)2基中的至少一种。
另外,通式(3)中,u表示3~10000的整数,优选为3~1000,更优选为3~100,进一步优选为3~25。
另外,磷腈化合物也可以是其一部分被交联的交联磷腈化合物。通过具有这种交联结构,有耐热性提升的倾向。
作为这种交联磷腈化合物,可列举出具有下述通式(4)所示的交联结构,例如具有4,4’-磺酰二亚苯基(即双酚S残基)的交联结构的化合物、具有2,2-(4,4’-二亚苯基)异亚丙基的交联结构的化合物、具有4,4’-氧基二亚苯基的交联结构的化合物、具有4,4’-硫代二亚苯基的交联结构的化合物等的、具有4,4’-二亚苯基的交联结构的化合物等。
[式(4)中,X3为-C(CH3)2-、-SO2-、-S-或-O-,v为0或1。]
另外,作为交联磷腈化合物,从阻燃性的观点考虑,优选的是,通式(2)中的R5和R6为苯基的环状苯氧基磷腈化合物通过上述通式(4)所示的交联基团交联而成的交联苯氧基磷腈化合物,或前述通式(3)中的R7和R8为苯基的链状苯氧基磷腈化合物通过上述通式(4)所示的交联基团交联而成的交联苯氧基磷腈化合物,更优选的是,环状苯氧基磷腈化合物通过上述通式(4)所示的交联基团交联而成的交联苯氧基磷腈化合物。
另外,以通式(2)所示的环状磷腈化合物和/或通式(3)所示的链状苯氧基磷腈化合物中的所有苯基和亚苯基数为基准,交联苯氧基磷腈化合物中的亚苯基的含量通常为50~99.9%,优选为70~90%。另外,该交联苯氧基磷腈化合物在其分子内不具有游离的羟基的化合物是特别优选的。
在本发明中,从阻燃性和机械特性的观点考虑,磷腈化合物为选自由前述通式(2)所示的环状苯氧基磷腈化合物和前述通式(3)所示的链状苯氧基磷腈化合物通过交联基团交联而成的交联苯氧基磷腈化合物组成的组中的至少一种化合物是优选的。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),磷系阻燃剂(C)的含量为5质量份以上,优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,且磷系阻燃剂(C)的含量为40质量份以下,优选为35质量份以下,进一步优选为30质量份以下。磷系阻燃剂的配混量低于5质量份时,阻燃性不充分,超过40质量份时,会引起耐热性显著的降低、机械物性的降低。
[氟聚合物(D)]
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),本发明的聚碳酸酯树脂组合物含有0.001~2质量份氟聚合物(D)。氟聚合物(D)可以使用一种,也可以以任意的组合和任意的比率组合使用两种以上。
政委氟聚合物(D),可列举出例如氟烯烃树脂。氟烯烃树脂通常是含有氟乙烯结构的聚合物或共聚物。作为其具体例子,可列举出二氟乙烯树脂、四氟乙烯树脂、四氟乙烯/六氟丙烯共聚树脂、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚树脂等。其中,优选列举出四氟乙烯树脂等。作为该氟乙烯树脂,可列举出具有原纤形成能力的氟乙烯树脂。
作为具有原纤形成能力的氟乙烯树脂,可列举出例如DuPont-MitsuiFluorochemicalsCo.,Ltd.制造的“Teflon(注册商标)6J”、“Teflon(注册商标)640J”,DAIKININDUSTRIES,Ltd.制造的“POLYFLONF201L”、“POLYFLONF103”、“POLYFLONFA500B”、“POLYFLONFA500H”等。进而,作为氟乙烯树脂的水性分散液的市售产品,可列举出例如DuPont-MitsuiFluorochemicalsCo.,Ltd.制造的“Teflon(注册商标)31-JR”,DAIKININDUSTRIES,Ltd.制造的“FluonD-1”等。进而,也可以使用具有将乙烯基系单体聚合而成的多层结构的氟乙烯聚合物,作为这种氟乙烯聚合物,可列举出聚苯乙烯-氟乙烯复合物、聚苯乙烯-丙烯腈-氟乙烯复合物、聚甲基丙烯酸甲酯-氟乙烯复合物、聚甲基丙烯酸丁酯-氟乙烯复合物等,作为其具体例子,可列举出三菱丽阳株式会社制造的“METABLENA-3800”,GESpecialtyChemicals,Inc.制造的“BLENDEX449”等。需要说明的是,防滴剂可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
本发明中的氟聚合物(D)优选使用标准比重的值为2.15~2.22的氟聚合物。标准比重小于2.15时,存在成形品外观降低的倾向,因此不优选。另外,标准比重超过2.22时,存在防滴性降低的倾向,因此不优选。标准比重的值优选为2.155~2.215、进一步优选为2.16~2.1、特别优选为2.16~2.20、最优选为2.165~2.19。需要说明的是,标准比重(也称为SSG)为使用按照ASTMD4895成形而成的样品、通过水置换法测定的值。
另外,本发明中的氟聚合物(D)的平均粒径没有特别限制,优选为300~1000μm。平均粒径小于300μm时,本发明的聚碳酸酯树脂组合物的防滴性有可能降低,另外超过1000μm时,氟聚合物容易聚集、形成成形体时有可能产生白点异物等外观不良,因此不优选。从这种观点考虑,氟聚合物的平均粒径更优选为350~800μm、进一步优选为380~750μm、特别优选为400~700μm。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),氟聚合物(D)的含量为0.001质量份以上、优选为0.01质量份以上、更优选为0.05质量份以上、特别优选为0.1质量份以上,且为2质量份以下、优选为1.5质量份以下、更优选为1质量份以下。氟聚合物(D)的含量小于前述范围的下限值时,由防滴剂带来的阻燃性的效果有可能变得不充分,含量超过前述范围的上限值时,将聚碳酸酯树脂组合物成形而得到的成形品有可能发生外观不良、机械强度的降低。
[板状硅酸盐化合物(E)]
硅酸盐化合物为作为化学组成含有SiO2单元的化学组成的化合物。本发明中使用形状为板状的板状硅酸盐化合物(E)。具体而言,可列举出滑石、云母、硅酸镁、硅酸铝、硅酸钙、高岭土、硅藻土、绿土等,可以为天然物、也可以为合成的合成物。另外,可以为焙烧物、也可以为未焙烧物,进而可以为水合物、也可以为无水合物。
作为板状硅酸盐化合物(E),滑石、云母在提高树脂组合物的阻燃性的效果方面优异,而且硬度、翘曲防止效果、耐热性、机械强度的提高效果也有一,进而热稳定性也优异,因此优选,特别优选为滑石。
板状硅酸盐化合物(E)的平均粒径优选为0.5~100μm、进一步优选为1~50μm、特别优选为2~10μm。小于0.5μm时处理变得困难,超过100μm时存在耐冲击性降低的倾向。
板状硅酸盐化合物(E)为了提高与树脂的粘接性,也可以用硅烷处理剂等各种表面处理剂进行表面处理。作为表面处理剂没有特别限定,可以使用目前公知的表面处理剂,甲基氢硅氧烷等氢硅氧烷化合物、环氧硅烷等含环氧基的硅烷偶联剂、以及氨基硅烷等含氨基的硅烷偶联剂由于较少降低树脂的物性,因此优选。除此之外,也可以使用聚氧乙烯硅烷等。作为表面处理方法没有特别限定,可以利用通常的处理方法。
用表面处理剂对板状硅酸盐化合物(E)进行处理的方法没有特别限定,可用通常的方法实施。例如,可以通过向板状硅酸盐化合物(E)中添加表面处理剂,在溶液中或者边加热边搅拌或混合来进行。
这些板状硅酸盐化合物(E)可以仅单独使用一种,也可以组合使用平均粒径、种类、表面处理剂等不同的两种以上。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),板状硅酸盐化合物(E)的含量为5~60质量份、优选为10~50质量份、进一步优选为12~45质量份。含量小于5质量份时,所得到的成形品的的阻燃性改善效果缺乏,而且存在耐热性、机械强度的改善效果也差的倾向。另外,超过60质量份时,所得到的成形品的耐冲击性、热稳定性、表面性降低,而且存在熔融混炼时与树脂的混炼变得困难等操作性降低的倾向。
本发明的特征在于,聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比(B)/(E)为4/1~1/4。小于该范围时,耐冲击性等机械物性降低,而且表面外观变差,相反地超过该范围时,阻燃性、表面外观变差。质量比(B)/(E)优选为3/1~1/2、更优选为2.5/1~1/1.5、特别优选为2/1~1/1.35。
[接枝共聚物(F)]
本发明的第二方案的聚碳酸酯树脂组合物含有使橡胶质聚合物与能够接枝共聚的至少一种(甲基)丙烯酸酯化合物接枝聚合而成的接枝共聚物(F)。
作为使橡胶质聚合物和能够与其接枝共聚的(甲基)丙烯酸酯化合物接枝共聚而成的接枝共聚物的制造方法,可以为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等中的任一制造方法,特别优选为乳液聚合。
共聚的方式可以是一段接枝,也可以是多段接枝,优选为多段接枝共聚。
橡胶质聚合物的玻璃化转变温度通常为0℃以下、其中优选为-20℃以下、进一步优选为-30℃以下。
作为橡胶质聚合物的具体例,可列举出聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丙烯酸丁酯、聚(丙烯酸2-乙基己酯)、丙烯酸丁酯-丙烯酸2-乙基己酯共聚物等聚丙烯酸烷基酯橡胶、聚有机硅氧烷橡胶等硅氧烷系橡胶、丁二烯-丙烯酸复合橡胶、包含聚有机硅氧烷橡胶和聚丙烯酸烷基酯橡胶的复合橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、乙烯-丁烯橡胶、乙烯-辛烯橡胶等乙烯-α-烯烃系橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、氟橡胶等。它们可以单独使用或混合两种以上来使用。
这些之中,从机械物性、表面外观的观点考虑,优选为聚丁二烯橡胶、聚丙烯酸烷基酯橡胶、聚有机硅氧烷橡胶、聚有机硅氧烷橡胶、丁苯橡胶,更优选为聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶等丁二烯系橡胶、聚有机硅氧烷橡胶。
作为能够与橡胶质聚合物接枝共聚的(甲基)丙烯酸酯化合物,可优选列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯等。
(甲基)丙烯酸酯化合物可以单独使用一种,另外也可以混合两种以上来使用。
进而,也可以组合使用(甲基)丙烯酸酯化合物以外的其它能够接枝共聚的单体,作为这种单体的具体例,可列举出芳香族乙烯基化合物、氰化乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸化合物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物;马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺化合物;马来酸、邻苯二甲酸、衣康酸等α,β-不饱和羧酸化合物或它们的酐(例如马来酸酐等)等。这些单体成分可以单独使用一种或组合使用两种以上。
从耐冲击性、表面外观的观点考虑,使橡胶质聚合物与至少一种(甲基)丙烯酸酯化合物接枝聚合而成的接枝共聚物(F)优选为核/壳型接枝共聚物类型的共聚物。其中,特别优选包含核层和壳层的核/壳型接枝共聚物,其中,以选自含聚丁二烯的橡胶、含聚丙烯酸丁酯的橡胶、聚有机硅氧烷橡胶、包含聚有机硅氧烷橡胶和聚丙烯酸烷基酯橡胶的(互穿聚合物网络、InterpenetratingPolymerNetwork(IPN)型)复合橡胶中的至少一种橡胶成分作为核层,在核层的周围接枝共聚(甲基)丙烯酸酯而形成壳层。
在这种核/壳型接枝共聚物中,优选含有40质量%以上橡胶成分,进一步优选含有60质量%以上。另外,(甲基)丙烯酸优选含有10质量%以上。
作为这些核/壳型接枝共聚物的优选具体例,可列举出甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MB)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯橡胶共聚物(MA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯橡胶-苯乙烯共聚物(MAS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸·丁二烯橡胶共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸·丁二烯橡胶-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(丙烯酸·硅氧烷IPN橡胶)共聚物等。这种橡胶性聚合物可以单独使用一种或组合使用两种以上。
通过分别以本发明规定的量含有聚碳酸酯树脂(A)、磷系阻燃剂(B)、氟聚合物(D)和接枝共聚物(F),令人惊讶地不会导致阻燃性的降低,而可以提高耐冲击性、尤其是高温成形时的耐冲击性、低温环境下的耐冲击性。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),接枝共聚物(F)的含量为4~20质量份。含量小于4质量份时,耐冲击性提高效果变得不充分,超过20质量份时,产生聚碳酸酯树脂组合物成形而成的成形品的外观不良、耐热性、阻燃性的降低。相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),含量优选为5质量份以上、更优选为7质量份以上,且优选为17质量份以下、更优选为15质量份以下。
而且,如上所述,本发明的第二方案通过分别以上述特定量含有聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、磷系阻燃剂(C)、氟聚合物(D)、板状硅酸盐化合物(E)、接枝共聚物(F),此时以4/1~1/4的比率含有聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)和板状硅酸盐化合物(E),令人惊讶地板状硅酸盐化合物作为成形品的外观改良剂发挥功能,成为阻燃性、表面硬度、消光感、刚性、耐冲击性优异,自攻性也优异,充分呈现出高级感的消光阻燃的聚碳酸酯树脂材料。
[炭黑(G)]
本发明的树脂组合物含有炭黑在提高成形品的高级感的效果方面考虑优选。所使用的炭黑的制造方法、原料种类等没有限制,也可以使用目前公知的任意方法、种类,例如油炉黑、槽黑、乙炔黑、科琴黑等的任一种。这些之中,从着色性和成本方面考虑,优选为油炉黑。
所使用的炭黑的平均粒径适当选择确定即可,其中优选为5~60nm、更优选为7~55nm、特别优选为10~50nm。通过使平均粒径处于前述范围内,有抑制炭黑的聚集、外观提高的倾向。需要说明的是,炭黑的平均粒径可以使用透射式电子显微镜求得。
本发明中使用的炭黑的氮吸附比表面积通常优选为小于1000m2/g、其中更优选为50~400m2/g。通过使氮吸附比表面积小于1000m2/g,有本发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性、成形品的外观提高的倾向,因此优选。需要说明的是,氮吸附比表面积可以根据JISK6217来测定(单位为m2/g)。
另外,炭黑的DBP吸收量优选为小于300cm3/100g、其中更优选为30~200cm3/100g。通过使DBP吸收量小于300cm3/100g,有本发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性、成形品的外观提高的倾向,因此优选。
需要说明的是,DBP吸收量可以根据JISK6217来测定(单位为cm3/100g)。另外,对本发明中使用的炭黑的pH没有特别限制,通常为2~10、优选为3~9、进一步优选为4~8。
本发明中使用的炭黑可以单独使用或组合使用两种以上。进而,炭黑也能够使用粘结剂来颗粒化,也可以在其它树脂中以高浓度熔融混炼的母料中使用。通过使用熔融混炼的母料,可以实现挤出时的操作性改善、在树脂组合物中的分散性改善。作为上述树脂,可列举出聚苯乙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸类树脂等。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),炭黑的含量优选为0.0001质量份以上、更优选为0.0005质量份以上、进一步优选为0.001质量份以上,且优选为2质量份以下、更优选为1质量份以下。炭黑的含量小于前述范围的下限值时,外观、漆黒性有可能差,炭黑的含量超过前述范围的上限值时,本发明的聚碳酸酯树脂组合物的热稳定性有可能降低。
[磷系安定剤]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物优选根据需要含有磷系稳定剂。作为磷系稳定剂,可以使用公知的任意物质。作为具体例子,可列举出磷酸、膦酸、亚磷酸、次膦酸、多磷酸等磷的含氧酸;酸式焦磷酸钠、酸式焦磷酸钾、酸式焦磷酸钙等酸式焦磷酸金属盐;磷酸钾、磷酸钠、磷酸铯、磷酸锌等第1族或第2B族金属的磷酸盐;有机磷酸酯化合物、有机亚磷酸酯化合物、有机亚膦酸酯化合物等,有机亚磷酸酯化合物是特别优选的。
作为有机亚磷酸酯化合物,可列举出亚磷酸三苯酯、三(单壬基苯基)亚磷酸酯、三(单壬基/二壬基·苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸单辛基二苯酯、亚磷酸二辛基单苯酯、亚磷酸单癸基二苯酯、亚磷酸二癸基单苯酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三硬脂酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯等。
作为这样的有机亚磷酸酯化合物,具体而言,可列举出例如ADEKACorporation制造的“ADKStab1178”、“ADKStab2112”、“ADKStabHP-10”,城北化学工业株式会社制造的“JP-351”、“JP-360”“JP-3CP”,BASFJapanLtd.公司制造的“IRGAFOS168”等。
需要说明的是,磷系稳定剂可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),磷系稳定剂的含量通常为0.001质量份以上,优选为0.01质量份以上,更优选为0.03质量份以上,且通常为1质量份以下,优选为0.7质量份以下,更优选为0.5质量份以下。磷系稳定剂的含量小于前述范围的下限值时,热稳定效果有可能变得不充分,磷系稳定剂的含量超过前述范围的上限值时,效果达到极限,有可能不经济。
[酚系稳定剂]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物还优选含有酚系稳定剂。作为酚系稳定剂,可列举出例如受阻酚系抗氧化剂。作为其具体例子,可列举出季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、硫代二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、N,N’-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰胺)、2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、二乙基[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]磷酸酯、3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-a,a’,a”-(三甲苯-2,4,6-三基)三-对甲酚、4,6-双(辛硫基甲基)-邻甲酚、亚乙基双(氧亚乙基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯、六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、2,6-二-叔丁基-4-(4,6-双(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基氨基)苯酚、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯等。
其中,季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯是优选的。作为这种酚系抗氧化剂,具体而言,可列举出例如BASFJapanLtd.公司制造的“IRGANOX1010”、“IRGANOX1076”,ADEKACorporation制造的“ADKStabAO-50”、“ADKStabAO-60”等。
需要说明的是,酚系稳定剂可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),酚系稳定剂的含量通常为0.001质量份以上,优选为0.01质量份以上,且通常为1质量份以下,优选为0.5质量份以下。酚系稳定剂的含量小于前述范围的下限值时,作为酚系稳定剂的效果有可能变得不充分,而酚系稳定剂的含量超过前述范围的上限值时,效果达到极限,有可能不经济。
[脱模剂]
另外,还优选含有脱模剂。作为脱模剂,可优选列举出例如脂肪族羧酸、脂肪族羧酸与醇的酯、数均分子量200~15000的脂肪族烃化合物、聚硅氧烷系硅油等。
作为脂肪族羧酸,可列举出例如饱和或不饱和的脂肪族单羧酸、二羧酸或三羧酸。在此,脂肪族羧酸也包含脂环式的羧酸。这些之中优选的脂肪族羧酸是碳原子数6~36的单羧酸或二羧酸、进一步优选碳原子数6~36的脂肪族饱和单羧酸。作为这样的脂肪族羧酸的具体例子,可列举出棕榈酸、硬脂酸、己酸、癸酸、月桂酸、花生酸、二十二烷酸、二十四烷酸、蜡酸、蜂花酸、三十四烷酸、褐煤酸、己二酸、壬二酸等。
作为脂肪族羧酸与醇的酯中的脂肪族羧酸,例如可以使用与前述脂肪族羧酸相同的物质。另一方面,作为醇,可列举出例如饱和或不饱和的一元醇或者饱和或不饱和的多元醇。这些醇也可以具有氟原子、芳基等取代基。这些醇之中,优选碳原子数30以下的一元或多元的饱和醇,进一步优选碳原子数30以下的脂肪族饱和一元醇或脂肪族饱和多元醇。需要说明的是,此处脂肪族的术语是以也包含脂环式化合物的含义来使用的。
作为这些醇的具体例,可列举出辛醇、癸醇、十二烷醇、硬脂醇、二十二烷醇、乙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、2,2-二羟基全氟丙醇、新戊二醇、双三羟甲基丙烷、二季戊四醇等。
需要说明的是,上述酯可以以杂质的形式含有脂肪族羧酸和/或醇。另外,上述酯可以为纯物质,也可以为多种化合物的混合物。进而,进行键合而构成一个酯的脂肪族羧酸及醇可以分别使用一种,也可以以任意的组合和比率组合使用两种以上。
作为脂肪族羧酸与醇的酯的具体例,可列举出蜂蜡(主要成分为棕榈酸蜂花酯的混合物)、硬脂酸硬脂酯、二十二烷酸二十二烷基酯、二十二烷酸硬脂酯、单棕榈酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、单棕榈酸季戊四醇酯、单硬脂酸季戊四醇酯、二硬脂酸季戊四醇酯、三硬脂酸季戊四醇酯、四硬脂酸季戊四醇酯等。
作为数均分子量200~15000的脂肪族烃,可列举出例如液体石蜡、石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、费托蜡、碳原子数3~12的α-烯烃低聚物等。需要说明的是,在此,作为脂肪族烃,还可含有脂环式烃。另外,这些烃也可以被部分氧化。
在这些当中,石蜡、聚乙烯蜡或聚乙烯蜡的部分氧化物是优选的,石蜡、聚乙烯蜡是进一步优选的。
另外,前述脂肪族烃的数均分子量优选为5000以下。
需要说明的是,脂肪族烃可以是单一物质,也可以是构成成分、分子量为各种各样物质的混合物,只要其主要成分在上述范围内即可使用。
作为聚硅氧烷系硅油,可列举出例如二甲基硅油、甲基苯基硅油、二苯基硅油、氟化烷基硅酮等。
需要说明的是,上述脱模剂可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),脱模剂的含量通常为0.001质量份以上,优选为0.01质量份以上,且通常为2质量份以下,优选为1质量份以下。脱模剂的含量小于前述范围的下限值时,脱模性的效果有可能不充分,脱模剂的含量超过前述范围的上限值时,有可能发生耐水解性降低、注射成形时的模具污染等。
[其它成分]
只要不显著损害所期望的各物性,本发明的聚碳酸酯树脂组合物还可以根据需要含有除上述成分以外的其它成分。作为列举其它成分的例子,可列举出聚碳酸酯树脂(A)、聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)以外的树脂、各种树脂添加剂等。需要说明的是,其它成分可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
·其它树脂
作为其它树脂,可列举出例如聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸1,3-丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯树脂等热塑性聚酯树脂;
聚苯乙烯树脂、高冲击聚苯乙烯树脂(HIPS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯橡胶共聚物(ASA树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂)等苯乙烯系树脂;聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等聚烯烃树脂;聚酰胺树脂;聚酰亚胺树脂;聚醚酰亚胺树脂;聚氨酯树脂;聚亚苯醚树脂;聚亚苯基硫醚树脂;聚砜树脂等。
需要说明的是,其它树脂可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
·树脂添加剂
作为树脂添加剂,可列举出例如紫外线吸收剂、染料颜料、抗静电剂、防雾剂、防粘连剂、流动性改良剂、增塑剂、分散剂、抗菌剂等。需要说明的是,树脂添加剂可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
以下,针对适合本发明的聚碳酸酯树脂组合物使用的添加剂的例子,进行具体地说明。
··紫外线吸收剂
作为紫外线吸收剂,可列举出例如氧化铈、氧化锌等无机紫外线吸收剂;苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物、水杨酸酯化合物、氰基丙烯酸酯化合物、三嗪化合物、草酰替苯胺(oxanilide)化合物、丙二酸酯化合物、受阻胺化合物等有机紫外线吸收剂等。在这些当中,有机紫外线吸收剂是优选的,苯并三唑化合物是更优选的。通过选择有机紫外线吸收剂,本发明的聚碳酸酯树脂组合物的透明性、机械物性变得良好。
作为苯并三唑化合物的具体例子,可列举出例如2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-[2’-羟基-3’,5’-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基-苯基)-苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基-苯基)-5-氯苯并三唑)、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基)-苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2N-苯并三唑-2-基)苯酚]等,其中,2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2N-苯并三唑-2-基)苯酚]是优选的,2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑是特别优选的。
作为这种苯并三唑化合物,具体而言,可列举出例如SHIPROKASEIKAISHA,LTD.制造的“SEESORB701”、“SEESORB705”、“SEESORB703”、“SEESORB702”、“SEESORB704”、“SEESORB709”,共同药品公司制造的“VIOSORB520”、“VIOSORB582”、“VIOSORB580”、“VIOSORB583”,CHEMIPROKASEIKAISHA,LTD.制造的“KEMISORB71”、“KEMISORB72”,CytecIndustriesInc.制造的“CYASORBUV5411”,ADEKACorporation制造的“LA-32”、“LA-38”、“LA-36”、“LA-34”、“LA-31”,BASFJapanLtd.公司制造的“TINUVINP”、“TINUVIN234”、“TINUVIN326”、“TINUVIN327”、“TINUVIN328”等。
作为二苯甲酮化合物的具体例子,可列举出例如2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-正十二烷氧基二苯甲酮、双(5-苯甲酰基-4-羟基-2-甲氧基苯基)甲烷、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮等,作为这种二苯甲酮化合物,具体而言,可列举出例如SHIPROKASEIKAISHA,LTD.制造的“SEESORB100”、“SEESORB101”、“SEESORB101S”、“SEESORB102”、“SEESORB103”,共同药品公司制造的“VIOSORB100”、“VIOSORB110”、“VIOSORB130”,CHEMIPROKASEIKAISHA,LTD.制造的“KEMISORB10”、“KEMISORB11”、“KEMISORB11S”、“KEMISORB12”、“KEMISORB13”、“KEMISORB111”,BASFJapanLtd.公司制造的“Uvinul400”,BASFJapanLtd.公司制造的“UvinulM-40”,BASFJapanLtd.公司制造的“UvinulMS-40”,CytecIndustriesInc.制造的“CYASORBUV9”、“CYASORBUV284”、“CYASORBUV531”、“CYASORBUV24”,ADEKACorporation制造的“ADKStab1413”、“ADKStabLA-51”等。
作为水杨酸酯化合物的具体例子,可列举出例如水杨酸苯酯、水杨酸4-叔丁基苯酯等,作为这种水杨酸酯化合物,具体而言,可列举出例如SHIPROKASEIKAISHA,LTD.制造的“SEESORB201”、“SEESORB202”,CHEMIPROKASEIKAISHA,LTD.制造的“KEMISORB21”、“KEMISORB22”等。
作为氰基丙烯酸酯化合物的具体例子,可列举出例如2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯、2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯等,作为这种氰基丙烯酸酯化合物,具体而言,可列举出例如SHIPROKASEIKAISHA,LTD.制造的“SEESORB501”,共同药品公司制造的“VIOSORB910”,第一化成公司制造的“Uvinul300”,BASFJapanLtd.公司制造的“UvinulN-35”、“UvinulN-539”等。
作为三嗪化合物,可列举出例如具有1,3,5-三嗪骨架的化合物等,作为这种三嗪化合物,具体而言,可列举出例如ADEKACorporation制造的“LA-46”,BASFJapanLtd.公司制造的“TINUVIN1577ED”、“TINUVIN400”、“TINUVIN405”、“TINUVIN460”、“TINUVIN477-DW”、“TINUVIN479”等。
作为草酰替苯胺化合物的具体例子,可列举出例如2-乙氧基-2’-乙基草酸双酰替苯胺等,作为这种草酰替苯胺化合物,具体而言,可列举出例如Clariant公司制造的“SanduvorVSU”等。
作为丙二酸酯化合物,2-(次烷基)丙二酸酯类是优选的,2-(1-芳基次烷基)丙二酸酯类是更优选的。作为这种丙二酸酯化合物,具体而言,可列举出例如Clariant(Japan)K.K.制造的“PR-25”,BASFJapanLtd.公司制造的“B-CAP”等。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),紫外线吸收剂的含量通常为0.01质量份以上,优选为0.1质量份以上,且通常为3质量份以下,优选为1质量份以下。紫外线吸收剂的含量小于前述范围的下限值时,耐候性的改善效果有可能变得不充分,而紫外线吸收剂的含量超过前述范围的上限值时,有可能产生模垢等、引起模具污染。需要说明的是,紫外线吸收剂可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
··染料颜料
作为染料颜料,可列举出例如无机颜料、有机颜料、有机染料等。
作为无机颜料,可列举出例如镉红、镉黄等硫化物系颜料;群青等硅酸盐系颜料;氧化钛、氧化锌、氧化铁红(redironoxide)、氧化铬、铁黑、钛黄、锌铁系棕、钛钴系绿、钴绿、钴蓝、铜铬系黑、铜铁系黑等氧化物系颜料;铬黄、钼橙(molybdateorange)等铬酸系颜料;普鲁士蓝等亚铁氰化物系颜料等。
作为有机颜料和有机染料,可列举出例如铜酞菁蓝、铜酞菁绿等酞菁系染料颜料;镍络偶氮黄等偶氮系染料颜料;硫靛蓝系、紫环酮(perinone)系、苝系、喹吖啶酮系、二噁嗪系、异吲哚啉酮系、喹酞酮系等稠合多环染料颜料;蒽醌系、杂环系、甲基系的染料颜料等。
在这些当中,从热稳定性的观点考虑,氧化钛、花青系、喹啉系、蒽醌系、酞菁系化合物等是优选的。
需要说明的是,染料颜料可以含有一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),染料颜料的含量通常为5质量份以下,优选为3质量份以下,更优选为2质量份以下。染料颜料的含量过多时,耐冲击性有可能变得不充分。
[聚碳酸酯树脂组合物的制造方法]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的制造方法没有限定,可以广泛采用公知的聚碳酸酯树脂组合物的制造方法。
作为具体例子,可列举出下述方法:使用例如转鼓、亨舍尔混合机等各种混合机预先将聚碳酸酯树脂(A)、聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、磷系阻燃剂(C)、氟聚合物(D)及板状硅酸盐化合物(E)、接枝共聚物(F)、以及根据需要来配混的其它成分混合,然后用班伯里密炼机、辊、布拉本德混合机(Brabender)、单螺杆混炼挤出机、双螺杆混炼挤出机、捏合机等混合机进行熔融混炼。
另外,例如也可以不预先混合各成分、或者仅预先将一部分成分混合,使用进料器来供给到挤出机,进行熔融混炼来制造本发明的聚碳酸酯树脂组合物。
另外,例如以通过预先将一部分成分混合、供给到挤出机进行熔融混炼而得到的树脂组合物为母料,将该母料与余下的成分再次混合,进行熔融混炼,由此也可以制造本发明的聚碳酸酯树脂组合物。
另外,例如在混合难以分散的成分时,也可以通过预先将该难以分散的成分溶解或分散在水、有机溶剂等溶剂中、再与该溶液或分散液进行混炼,由此可以提高分散性。
关于本发明的聚碳酸酯树脂组合物,优选的是,在美国UNDERWRITERSLABORATORIESINC.(UL)规定的UL94试验(机器部件用的塑料材料的燃烧试验)中,1.5mm厚度时的UL94垂直燃烧试验得到的阻燃性具有V-1以上、即V-1或V-0、更优选V-0这种高阻燃性,或者1.5mm厚度时的UL94试验得到的阻燃性能够达成5VB这种极高的阻燃性。
[成形体]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物通常成形为任意的形状用作成形体(树脂组合物成形体)。该成形体的形状、图案、色彩、尺寸等没有限定,根据该成形体的用途来任意设定即可。
作为成形体的例子,可列举出电气电子设备、OA设备(办公室自动化设备)、信息终端设备、机械部件、家电产品、车辆部件、建筑部件、各种容器、照明设备等的部件。在这些当中,尤其适宜用于电气电子设备、OA设备的壳体,特别适宜用于各种便携式终端、投影机、个人电脑、打印机、电视机、复印机等的壳体。
成形体的制造方法没有特别限定,对于聚碳酸酯树脂组合物,可以任意采用常用的成形法。作为其例子,可列举出注射成形法、超高速注射成形法、注射压缩成形法、二色成形法、气体辅助成形等中空成形法、使用绝热模具的成形法、使用快速加热模具的成形法、发泡成形(也包括超临界流体)、嵌入成形、IMC(模内涂布成形)成形法、挤出成形法、片材成形法、热成形法、旋转成形法、层压成形法、加压成形法、吹塑成形法等。另外,也可以采用使用热流道方式的成形法。
所得本发明的成形体不会损害如上所述的聚碳酸酯树脂的优异的性质,可以用作阻燃性、刚性、表面外观、表面硬度优异,进而纹理外观也优异的成形体。
实施例
以下,示出实施例对本发明进行更具体地说明,但本发明不限定解释为以下的实施例。
本发明的第一方案的实施例及比较例中使用的各成分如以下的表1所示。
[表1]
(实施例1~6、比较例1~5)
[树脂粒料的制造]
将表1记载的各成分按表3及表4记载的比例(质量比)配混,用转鼓混合20分钟,然后供给到具有一个排气口的日本制钢所制造的双螺杆挤出机(TEX30HSST),在螺杆转速200rpm、喷出量15kg/小时、机筒温度280℃的条件下进行混炼,将以股线状挤出的熔融树脂在水槽中骤冷,使用造粒机进行造粒,得到聚碳酸酯树脂组合物的粒料。
[试验片的制作]
将用上述制造方法得到的粒料在80℃下干燥5小时,然后使用住友重机械工业株式会社制造的SE100DU型注射成形机在料筒温度260℃、模具温度80℃、成形周期30秒的条件下进行注射成形,从而注射成形为长度125mm、宽度13mm、厚度1.5mm的UL试验用试验片。
另外,将用上述制造方法得到的粒料在80℃下干燥5小时,然后使用住友重机械工业株式会社制造的注射成形机(SYCAPM-2、合模力75T)在料筒温度280℃、模具温度80℃的条件下注射成形为ISO多功能试验片。
进而,将用上述制造方法得到的粒料在80℃下干燥5小时,然后使用住友重机械工业株式会社制造的注射成形机(SYCAPM-2、合模力75T)在料筒温度280℃、模具温度80℃的条件下注射成形为长度100mm、宽度50mm、厚度2mm的平板状试验片(镜面)。
另外,将用上述制造方法得到的粒料在80℃下干燥5小时,然后使用住友重机械工业株式会社制造的注射成形机(SYCAPM-2、合模力75T)在料筒温度280℃、模具温度80℃的条件下注射成形为表面带有纹理的长度100mm、宽度50mm、厚度2mm的平板状试验片(表面纹理)。
[阻燃性評価]
各聚碳酸酯树脂组合物的阻燃性的评价是将用上述方法得到的UL试验用试验片(1.5mm厚)在温度23℃、湿度50%的恒温室中进行48小时的湿度调节、根据美国UnderwritersLaboratories(UL)所规定的UL94试验(机器部件用塑料材料的燃烧试验)来进行的。UL94V是由将燃烧器的火焰与保持垂直的规定大小的试验片接触10秒后的续焰时间、滴落性来评价阻燃性的方法,为了具有V-0、V-1和V-2的阻燃性,需要满足下述表2所示的基准。
[表2]
V-0 V-1 V-2
各试样的续焰时间 10秒以下 30秒以下 30秒以下
五个试样的总续焰时间 50秒以下 250秒以下 250秒以下
由于滴落而引燃棉
此处续焰时间为挪走着火源后的试验片持续有炎燃烧的时间的长短。另外,由于滴落而引燃棉根据距离试验片的下端约300mm下方处的标识用棉是否会因从试验片滴下(滴落)的物质而被引燃来判定。进而,五个试样之中,即使一个未满足上述基准的情况下,以未满足V-2的形式评价为NR(notrated,不予评级)。
[弹性模量评价]
使用ISO多功能试验片,根据ISO178,在23℃的条件下测定弯曲弹性模量(单位:MPa)。
[表面外观评价]
利用肉眼观察前述得到的平板状试验片(镜面)20块的表面外观,按照以下的基准进行评价。
◎:产生流痕、银丝的样品:0块
○:产生流痕、银丝的样品:3块以下
△:产生流痕、银丝的样品:4块以上且10块以下
×:产生流痕、银丝的样品:11块以上
[表面硬度]
对于前述得到的平板状试验片(镜面),根据JISK5400,进行5次刮擦试验,进行铅笔硬度的评价。
[纹理外观评价]
利用肉眼观察前述平板状试验片(表面纹理)20块的表面外观,按照以下的基准进行评价。
◎:存在纹理的转印不良、具有光泽感的样品:0块
○:存在纹理的转印不良、具有光泽感的样品:3块以下
△:存在纹理的转印不良、具有光泽感的样品:4块以上且10块以下
×:存在纹理的转印不良、具有光泽感的样品:11块以上
[表3]
[表4]
由表3所示的实施例1~6可知,聚碳酸酯树脂(A)中含有规定量的聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、磷系阻燃剂(C)、氟聚合物(D)、进而板状硅酸盐化合物(E),聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比(B)/(E)处于4/1~1/4的范围内的聚碳酸酯树脂组合物,UL阻燃性表现出1.5mm厚度下达成V-0的优异的阻燃性,弹性模量也高,且达成良好的表面外观、表面硬度和纹理外观。
另一方面可知,不满足本发明中规定条件的表4的比较例的聚碳酸酯树脂组合物,这些性能的任一项差。
因此,由上述实施例和比较例可以确认,阻燃性、刚性、表面外观、表面硬度优异、进而纹理外观也优异的效果是通过本发明的构成首次得到的。
以下为在第一方案的聚碳酸酯树脂组合物中,进一步含有接枝共聚物(F)的本发明的第二方案的实施例以及比较例或参考例。
(实施例7~11、参考例1~3、比较例6~7)
[树脂粒料的制造]
将以下的表5记载的各成分按下述表6及表7记载的比例(质量比)配混,用转鼓混合20分钟,然后供给到具有一个排气口的日本制钢所制造的双螺杆挤出机(TEX30HSST),在螺杆转速200rpm、喷出量15kg/小时、机筒温度280℃的条件下进行混炼,将以股线状挤出的熔融树脂在水槽中骤冷,使用造粒机进行造粒,得到聚碳酸酯树脂组合物的粒料。
[表5]
[试验片的制作]
将用上述制造方法得到的粒料在80℃下干燥5小时,然后使用住友重机械工业株式会社制造的SE100DU型注射成形机在料筒温度260℃、模具温度80℃、成形周期30秒的条件下进行注射成形,从而注射成形为长度125mm、宽度13mm、厚度1.5mm的UL试验用试验片。
另外,将用上述制造方法得到的粒料在80℃下干燥5小时,然后使用住友重机械工业株式会社制造的注射成形机(SYCAPM-2、合模力75T)在料筒温度280℃、模具温度80℃的条件下分别注射成形为ISO多功能试验片、长度100mm、宽度50mm、厚度2mm的平板状试验片(镜面)以及表面带有纹理的长度100mm、宽度50mm、厚度2mm的平板状试验片(表面纹理)。
进而,将用上述制造方法得到的粒料在80℃下干燥5小时,然后使用住友重机械工业株式会社制造的SE100DU型注射成形机在料筒温度260℃、模具温度80℃、成形周期30秒的条件下进行注射成形,从而注射成形具有筒形毂部的自攻试验片(毂部的尺寸:内径2.1mm/外径4.5mm/高度10mm)。
[阻燃性評価]
各聚碳酸酯树脂组合物的阻燃性的评价是将用上述方法得到的UL试验用试验片(1.5mm厚)在温度23℃、湿度50%的恒温室中进行48小时的湿度调节、根据美国UnderwritersLaboratories(UL)所规定的UL94试验(机器部件用塑料材料的燃烧试验)的94-5VB标准来进行的。5个样品全部为5VB的情况判定为“○”,5个试样中即使是1个不满足5VB的情况也认为是不满足5VB而判定为“×”。
[弹性模量评价]
使用上述得到的ISO多功能试验片,根据ISO178,在23℃的条件下测定弯曲弹性模量(单位:MPa)。
[表面外观评价]
利用肉眼观察上述得到的平板状试验片(表面镜面)20块的表面外观,按照以下的基准进行评价。
++:产生流痕、银丝的样品:0块
+:产生流痕、银丝的样品:3块以下
-:产生流痕、银丝的样品:4块以上且10块以下
--:产生流痕、银丝的样品:11块以上
[表面硬度]
对于前述得到的平板状试验片(镜面),根据JISK5400,进行5次刮擦试验,进行铅笔硬度的评价。
[纹理外观评价]
利用肉眼观察上述得到的平板状试验片(表面纹理)20块的表面外观,按照以下的基准进行评价。
++:存在纹理的转印不良、具有光泽感的样品:0块
+:存在纹理的转印不良、具有光泽感的样品:3块以下
-:存在纹理的转印不良、具有光泽感的样品:4块以上且10块以下
--:存在纹理的转印不良、具有光泽感的样品:11块以上
[自攻性评价]
在扭矩0.5N的条件下,对前述得到的自攻试验片的毂部紧固标称直径2.6mm、长度6mm的B紧固螺栓,确认有无裂纹,没有裂纹的情况下,松弛螺栓一次,再次在扭矩0.5N的条件下紧固,上述操作共反复5次。
用3个样品(N=1~3)实施该试验,在全部试验中,5次均没有裂纹的情况判断为合格。需要说明的是,直至参考,将各试验(N=1~3)中,5次均没有产生裂纹的情况记载为“5次合格”,将产生裂纹的情况记载为第几次产生裂纹。
[表6]
[表7]
由表6所示的实施例7~11可知,聚碳酸酯树脂(A)中含有规定量的聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、磷系阻燃剂(C)、氟聚合物(D)、板状硅酸盐化合物(E)以及接枝共聚物(F),聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比(B)/(E)处于4/1~1/4的范围内的本发明的第二方案的聚碳酸酯树脂组合物,UL阻燃性表现出1.5mm厚度下达成5VB的极优异的阻燃性,弹性模量也高,且达成良好的表面外观、表面硬度和纹理外观,进而达成良好的自攻性。
另一方面可知,不满足本发明的第二方案中规定条件的表7的参考例及比较例的聚碳酸酯树脂组合物,这些性能的任一项差。
因此,由上述实施例和比较例可以确认,阻燃性、表面硬度、消光感、刚性、耐冲击性及自攻性也优异的效果是通过本发明的第二方案的构成首次得到的。
产业上的可利用性
根据本发明的第一方案的聚碳酸酯树脂组合物,可得到阻燃性、刚性、表面外观、表面硬度优异、进而纹理外观也优异的聚碳酸酯树脂材料及其成形体,因此特别适用于电气电子设备、OA设备等的壳体。
另外,进一步含有接枝共聚物(F)的本发明的第二方案的聚碳酸酯树脂组合物,阻燃性、表面硬度、消光感、刚性、耐冲击性及自攻性也优异,因此特别适用于电气电子设备、OA设备等的壳体。

Claims (9)

1.一种聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),含有:5~60质量份聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、5~40质量份磷系阻燃剂(C)、0.001~2质量份氟聚合物(D)和5~60质量份板状硅酸盐化合物(E),聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比(B)/(E)为4/1~1/4。
2.一种聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),含有:5~60质量份聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)、5~40质量份磷系阻燃剂(C)、0.001~2质量份氟聚合物(D)、5~60质量份板状硅酸盐化合物(E)以及4~20质量份接枝共聚物(F),所述接枝共聚物(F)是使橡胶质聚合物与能够接枝共聚的至少一种(甲基)丙烯酸酯化合物接枝聚合而成的,
聚甲基丙烯酸甲酯系树脂(B)的含量与板状硅酸盐化合物(E)的含量的质量比(B)/(E)为4/1~1/4。
3.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,相对于100质量份聚碳酸酯树脂(A),还含有0.0001~2质量份炭黑(G)。
4.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,磷系阻燃剂(C)为下述通式(1)所示的磷酸酯化合物,
式(1)中,R1、R2、R3和R4分别表示碳原子数为1~6的烷基或任选被烷基取代的碳原子数为6~20的芳基,p、q、r和s分别为0或1,k为0~5的整数,X1表示亚芳基。
5.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,板状硅酸盐化合物(E)为滑石或云母。
6.一种成形体,其是将权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物成形而成的。
7.根据权利要求6所述的成形体,其中,成形体具有纹理表面。
8.根据权利要求6或7所述的成形体,其中,成形体为电子电气设备壳体。
9.一种成形体的制造方法,其特征在于,其使用非镜面模具将权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物注射成形。
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